Що означає плавучий нейтральний провід? Вплив і як його перевірити та виправити

    Фаза, нейтраль і земля — це три з'єднання, які складають електричну систему. Для безпечного проходження електроенергії через навантаження важливе кожне з'єднання дротів.

Простими словами,

• фазовий дріт використовується для передачі основного струму навантаження

• нейтральний дріт використовується для передачі надзвичайно малих або незначних струмів у зворотному напрямку до джерела, і

• дріт заземлення використовується для передачі течії до землі.

Особливою проблемою є проблема з нейтральним дротом, яка, якщо не буде виправлена, швидко нарушить електричну схему. Ця проблема називається плаваючою нейтраллю.

Що таке Плаваюча Нейтраль?

Плаваюча Нейтраль

Якщо точка зірки незбалансованого навантаження не з'єднана з точкою зірки джерела (генератора або розподільного трансформатора), фазове напруга не залишиться постійним на кожній фазі, а буде змінюватися.

Це називається плаваючою нейтраллю, оскільки потенціал точки зірки (або) нейтральної точки, який так ізольовано, постійно змінюється і не є фіксованим.

Умова, при якій нейтральний дріт схеми відокремлений від землі, називається плаваючою нейтраллю. Нейтральний дріт в системі чергового струму завжди заземлений. Однак,

• вільні з'єднання,

• злам нейтрального плоского дроту,

• погане з'єднання схеми, або

• коротке замикання

можуть спричинити плаваючу нейтраль в електричній системі.

Що таке Нейтраль і чому вона заземлена?

Фазовий різниця в системі чергового струму становить 120° для всіх фаз. В трансформаторі Дельта-Зірка надається центральна або загальна точка, з якої отримується однакова різниця потенціалів з фазовим кутом 120° для всіх трьох витків R, Y і B фаз.

Напруга нейтральної точки становить 0 при збалансованому стані. Якщо фазовий кут будь-якої фази змінився через небалансоване навантаження або аварійну ситуацію, у нейтральному дроті генерується небалансована напруга (або) струм.

Нейтральний дріт кожного трансформатора зіркового викрутку надійно заземлений для захисту системи. Якщо на кінцевому навантаженні виникає небаланс або фаза до землі, небалансовий (або) аварійний струм буде протікати через нейтральний дріт за допомогою замкнутого контура через землю.

Реле захисту працює, впізнаючи нейтральний струм і виділяючи навантаження.

Вплив Плаваючої Нейтралі

Плаваюча нейтраль є надзвичайно шкідливою в системі чергового струму. Користувачі можуть помітити наступні перешкоди:

Небалансована напруга може виникнути в нейтральній точці, що впливає на стабільність системи та пов'язаного обладнання.

З-за плаваючого заземлення (або) аварійного струму реле може не виявити його, і пов'язана система захисту не буде працювати.

Різні фактори, що викликають Плаваючу Нейтраль

Багато елементів визнано первинними причинами плаваючої нейтралі. Ефект плаваючої нейтралі залежить від того, коли нейтральний дріт розривується.

1) Трьохфазний розподільний трансформатор

 Більшість аварій нейтральних дротів в трансформаторах викликані аварійними нейтральними втулками.

Встановлено, що основною причиною розриву нейтрального проводника в втулці трансформатора є застосування лінійного клемника. Вібрація та температурні різниці з часом послаблюють гайку на лінійному клемнику, що призводить до гарячого з'єднання. Провідник починає таяти, розриваючи нейтраль.

Однією з причин аварії нейтралі є недостатня установка та робота технічного персоналу.

У залежності від балансу навантаження системи, пошкоджена нейтраль на трьохфазному трансформаторі дозволить напрузі плавати до лінійної напруги. Така плаваюча нейтраль може пошкодити обладнання клієнтів, яке підключене до живлення.

При нормальній ситуації струм протікає від Фази до Навантаження, а потім назад до джерела (розподільного трансформатора). Коли нейтральний дріт розривається, створюється напруга між лініями, оскільки струм з червоної фази переходить до блакитної або жовтої фази.

Залежно від клієнта, вони можуть спостерігати низьку напругу або перевищення напруги.

2) Розрив нейтрального проводника в ЛВ лінії

Результат розриву надземного нейтрального проводника ЛВ лінії буде подібним до розриву на трансформаторі.

Замість використання фазової напруги, напруга живлення плаває до лінійної напруги. Залежно від аварійної ситуації, пов'язане обладнання клієнтів може бути пошкоджене.

3) Розрив нейтрального проводника служби 

Пошкоджений нейтральний провід служби лише спричинить зменшення живлення в точці споживача. Обладнання споживача не пошкоджено.

4) Розподільний трансформатор з високою опором заземлення нейтралі

Хороший опір заземлення нейтральної ями забезпечує низький опірний шлях для розряду нейтрального струму в землю. Високий опір заземлення може забезпечити шлях з високим опором для заземлення нейтралі в розподільному трансформаторі.

Обмеження опору землі достатньо низьким, щоб забезпечити достатній аварійний струм для негайного використання захисних пристроїв і запобігання зсуву нейтралі.

5) Перевантаження та небалансовані навантаження

Однією з найпоширеніших причин аварії нейтралі є перевантаження разом з небалансованим розподілом навантаження.

Нейтральний провід має бути правильно встановлений, щоб забезпечити протікання найменшого струму через нейтральний провід. Теоретично, компенсація, спричинена 120° фазовим зсувом струмів, має призводити до нульового протікання струму через нейтраль.

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

В перевантаженій, небалансованій мережі великий струм протікає через нейтраль, розриваючи її в найслабшій точці.

6). Спільні нейтралі

У проводці деяких будівель дві (або) три фази ділять одну нейтраль. Оригінальний план полягав у імітації проводки панелей з чотирма проводами (три фази і нейтраль) на рівні гілкових схем.Теоретично, лише небалансовий струм повинен повернутися до нейтралі. Таким чином, одна нейтраль може виконати роботу для всіх трьох фаз. З появою однофазних нелінійних навантажень цей способ проводки швидко закінчився. Проблема полягає у нуль-послідовному струмі.

Статистично, з особливо третього гармонічного струму, повертаються на нейтраль. Додатковий нейтральний струм підвищує напругу між нейтраллю та землею, що може бути небезпечним, оскільки може спричинити перегрівання недосяжної нейтралі. Напруга між лінією та нейтраллю, яка доступна для навантаження, зменшується завдяки цій напрузі між нейтраллю та землею.

7). Погана обслуговування та робота

Персонал з обслуговування зазвичай приділяє мінімальну увагу ЛВ мережі. Слабкість або недостатнє затягування нейтрального проводника вплине на неперервність нейтралі, що може призвести до плаваючої нейтралі.

Як можна перевірити плаваючу нейтраль?

Нейтраль завжди заземлена, при нормальних умовах напруга в точці нейтралі відносно землі завжди повинна бути нульовою. Якщо стан плаваючої нейтралі продовжується, повинен бути деякий небаланс напруги в точці нейтралі відносно землі. Можна перевірити систему, вимірюючи напругу між нейтраллю і землею.

Як виправити плаваючу нейтраль?

1). Використовуйте 4-полюсний автомат, ELCB або RCBO в розподільній панелі

Плаваюча нейтраль є небезпечною.

Розгляньте використання панелі з автоматами з 3-полюсним автоматом для 3-фазного живлення і шинами для нейтралі для 3-фазних входів і нейтралі. Фазове напруга між фазами становить 440В, а фазове напруга між нейтраллю і фазою становить 230В. Коли живлення 230В навантаження використовуються окремі автомати. 230В навантаження мають один лінійний провід, підключений до автомата, і нейтраль.

І коли нейтральний дріт розривається, корозує або відокремлюється в панелі. Однак, 230В навантаження можуть мати проблеми. Ця плаваюча нейтральна умова призведе до того, що одна лінія з 230В перейде до 340В або 350В, а інша знизиться до 110В або 120В.

Перевищення напруги пошкодить половину 230В обладнання, а низька напруга пошкодить іншу половину. Тому уникайте плаваючих нейтралей. У системі 3-фазного живлення ELCB, RCBO, (або) 4-полюсні автомати вимкнуть всю систему, якщо нейтраль відкривається.

2). Стабілізатор напруги

З-за плаваючої нейтралі, трифазні навантаження з'єднуються між фазами, коли нейтраль відключається. Залежно від опору навантаження між цими фазами, напруга коливається від 230В до 400В. Захищайте обладнання серво-стабілізатором з широким діапазоном входячої напруги та високим/низьким відключенням.

3). Стандартна робота та обсл